CN116834497A - 热管理系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种热管理系统,在工作模式下,第二换热部内的冷却液从第一换热部内的制冷剂中吸收热量,第三换热部内的制冷剂从第四换热部内的冷却液中吸收热量,第一中间换热部与第二换热部或第四换热部连通且流通冷却液,第二中间换热部与电池换热装置连通且流通冷却液,第一中间换热部内的冷却液与第二中间换热部内的冷却液进行热交换。本申请中,在工作模式下,第一中间换热部内的冷却液与第二中间换热部内的冷却液进行热交换,电池换热装置不直接与第二换热部所在回路的流体和第四换热部所在回路的流体的热交换,相较于相关技术,可以保护电池。
Description
技术领域
本申请涉及热交换技术领域,尤其涉及一种热管理系统。
背景技术
车辆(例如电动汽车)的热管理统可以对乘客舱内环境温度进行调节和对电池进行热管理,热管理系统包括制冷剂系统和冷却液系统,制冷剂系统内的制冷剂与冷却液系统内的冷却液通过双流道换热器进行热交换,从双流道换热器流出的冷却液流入电池换热装置,电池换热装置调节电池的温度。
相关热管理系统中,电池需要热管理时,与制冷剂换热后的冷却液直接流向电池换热装置,为确保乘客舱的制热效果和制冷效果,从双流道换热器流出的冷却液温度较高或较低,高温或低温的冷却液直接流入电池换热装置与电池换热,由于温差较大,对电池造成热冲击或冷冲击,会对电池造成伤害。
发明内容
鉴于相关技术存在的上述问题,本申请提供了一种能保护电池的热管理系统。
为了达到上述目的,本申请采用以下技术方案:一种热管理系统,包括:压缩机、第一换热器、第二换热器、中间换热组件、节流装置以及电池换热装置,所述第一换热器包括第一换热部和第二换热部,所述第一换热部与所述第二换热部不连通,所述第二换热器包括第三换热部和第四换热部,所述第三换热部与所述第四换热部不连通,所述中间换热组件包括第一中间换热部和第二中间换热部,所述第一中间换热部与所述第二中间换热部不连通;
所述热管理系统具有一种工作模式,在该工作模式下,所述压缩机、所述第一换热部、所述节流装置以及所述第三换热部连通且流通制冷剂,所述节流装置处于节流状态,所述第二换热部内的冷却液从所述第一换热部内的制冷剂中吸收热量,所述第三换热部内的制冷剂从所述第四换热部内的冷却液中吸收热量,所述第一中间换热部与所述第二换热部或所述第四换热部连通且流通冷却液,所述第二中间换热部与所述电池换热装置连通且流通冷却液,所述第一中间换热部内的冷却液与所述第二中间换热部内的冷却液进行热交换。
本申请中,在所述工作模式下,第一中间换热部内的冷却液与第二中间换热部内的冷却液进行热交换,电池换热装置不直接与第二换热部所在回路的流体和第四换热部所在回路的流体的热交换,相较于相关技术,可以保护电池。
附图说明
图1是本申请的热管理系统一实施例的示意图;
图2是本申请的热管理系统一实施例的第一制冷模式的示意图;
图3是本申请的热管理系统一实施例的第二制冷模式的示意图;
图4是本申请的热管理系统一实施例的第三制冷模式的示意图;
图5是本申请的热管理系统一实施例的第一制热模式方式一的示意图;
图6是本申请的热管理系统一实施例的第一制热模式方式二的示意图;
图7是本申请的热管理系统一实施例的第一制热模式方式三的示意图;
图8是本申请的热管理系统一实施例的第一制热模式方式四的示意图;
图9是本申请的热管理系统一实施例的第一制热模式方式五的示意图;
图10是本申请的热管理系统一实施例的第二制热模式的示意图;
图11是本申请的热管理系统一实施例的第三制热模式的示意图;
图12是本申请的热管理系统一实施例的第一制热除湿模式的示意图;
图13是本申请的热管理系统一实施例的第二制热除湿模式的示意图;
图14是本申请的热管理系统一实施例的第三制热除湿模式的示意图;
图15是本申请的热管理系统一实施例的第四制热除湿模式的示意图;
图16是本申请的热管理系统一实施例的第一化霜模式的示意图;
图17是本申请的热管理系统一实施例的第二化霜模式的示意图;
图18是本申请的热管理系统一实施例的第三化霜模式的示意图;
图19是本申请的热管理系统一实施例的第四化霜模式的示意图;
图20是本申请的热管理系统一实施例的散热模式的示意图;
图21是本申请的热管理系统另一实施例的示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解,本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个;“若干”表示两个及两个以上的数量。除非另行指出,“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明,而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同,并不排除其他元件或者物件。
下面结合附图,对本申请示例型实施例的热管理系统进行详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施方式中的特征可以相互补充或相互组合。
根据本申请的热管理系统一个具体实施例,如图1至图20所示,热管理系统包括第一换热器2、第二换热器4、第一中间换热器6和第二中间换热器7。第一换热器2包括第一换热部21和第二换热部22,第一换热部21和第二换热部22能够进行热交换,第一换热部21和第二换热部22均设置有流道,第一换热部21的流道和第二换热部22的流道相互隔离不连通。第二换热器4包括第三换热部41和第四换热部42,第一中间换热器6包括第五换热部61和第六换热部62,第二中间换热器7包括第七换热部71和第八换热部72。第一换热器2和第二换热器4分别用于制冷剂与冷却液进行热交换。第一中间换热器6和第二中间换热器7用于一个回路中的冷却液和另一回路中的冷却液进行热交换。第二换热器4、第一中间换热器6以及第二中间换热器7的设计原理与第一换热器2相同,可参考第一换热器2的相关描述。
第一换热器2、第二换热器4、第一中间换热器6和第二中间换热器7可以是板式换热器、套管式换热器、平行流的液冷换热器或其他液冷换热器中的一种,第一换热器2、第二换热器4、第一中间换热器6和第二中间换热器7可以相同,也可以不同。当制冷剂采用高压冷媒时(例如CO2冷媒),第一换热器2和第二换热器4均选取平行流换热器,相对板式换热器,平行流换热器耐压能力更强,爆破风险更低。由于冷却液的循环压力较低,第一中间换热器6和第二中间换热器7可选取板式换热器或套管式换热器。
热管理系统的各个组件通过管路连接形成两大系统,分别是制冷剂系统和冷却液系统,制冷剂系统和冷却液系统相互隔离不连通。其中,冷却液系统包括第一子冷却液系统和第二子冷却液系统,两个子冷却液系统之间相互隔离而不流通。制冷剂系统中流通制冷剂,第一子冷却液系统和第二子冷却液系统均流通冷却液,制冷剂可以是R134A或二氧化碳或其它换热介质,冷却液可以是乙醇和水的混合溶液或其他冷却介质。其中,第一换热部21的流道和第三换热部41的流道连接于制冷剂系统,第二换热部22的流道、第四换热部42的流道、第五换热部61的流道以及第七换热部71的流道连接于第一子冷却液系统,第六换热部62的流道和第八换热部72的流道连接于第二子冷却液系统。
需要解释的是,这里的“第一换热部21的流道和第三换热部41的流道连接于制冷剂系统”指,制冷剂系统包括第一换热部21和第三换热部41,制冷剂系统中的制冷剂能够流入以及流出第一换热部21的流道和第三换热部41的流道,第一换热部21的进出口和第三换热部41的进出口能通过管路与制冷剂系统中的其他部件连接,在热管理系统工作时通过管路连通后形成回路。第二换热部22的流道、第四换热部42的流道、第五换热部61的流道、第六换热部62的流道、第七换热部71的流道以及第八换热部72的流道连接于冷却液系统,参考上述解释。
制冷剂系统包括:压缩机1、节流装置3、第一换热部21以及第三换热部41,上述部件与部件之间可以通过管路或阀件间接连接,也可以集成后为一体结构。压缩机1开启后,制冷剂在制冷剂系统中循环流动,热管理系统的工况切换时,制冷剂系统的制冷剂流向不切换,制冷剂的流动顺序为压缩机1的出口、第一换热部21、节流装置3、第三换热部41、压缩机1的进口。节流装置3可以对制冷剂进行节流,可选的,节流装置3为电子膨胀阀或热力膨胀阀。
在一些其他实施例中,制冷剂系统还设有气液分离装置5。气液分离装置5为集成部件,具体地,气液分离装置5包括内筒、外筒、气液分离组件和换热组件,气液分离组件至少部分位于内筒的内腔中,换热组件至少部分位于内筒与外筒形成的夹层腔中。气液分离装置5包括第一进口、第二进口、第一出口以及第二出口。气液分离组件用于对第一进口流入的制冷剂进行气液分离,气液分离后的液态制冷剂储存在内筒中,气态制冷剂流入夹层腔中与换热组件换热后从第一出口流出气液分离装置5。第二进口为换热组件的入口,第二出口为换热组件的出口,换热组件的内腔中流通制冷剂。在制冷剂系统中,压缩机1的出口与第一换热部21的入口连接,第一换热部21的出口与第二进口连接,第二出口与节流装置3的入口连接,节流装置3的出口与第三换热部41的进口连接,第三换热部41的出口与第一进口连接,第一出口与压缩机1的入口连接。由此可知,换热组件中流通高温制冷剂,从第一进口流入的制冷剂为低温制冷剂。若热管理系统设置有气液分离装置5,压缩机1开启后,制冷剂的流动顺序为压缩机1的出口、第一换热部21、第二进口、第二出口、节流装置3、第三换热部41、第一进口、第一出口、压缩机1的进口。
在一些其他实施例中,气液分离装置5包括相互独立的气液分离器和中间换热器,通过管路分别与其他部件连接,气液分离器和中间换热器的结构和工作原理为本领域技术人员所熟知,本申请不再赘述。
本实施例中,第一子冷却液系统包括第二换热部22、第四换热部42、第五换热部61、第七换热部71、第一管路19、第二管路20、第三换热器101、第四换热器102、第五换热器103、第六换热器104、电机换热装置106、第一泵8、第二泵9、第三泵11、若干流量调节装置以及若干流向切换装置。第二子冷却液系统包括第六换热部62、第八换热部72、第三管路23、电池换热装置105、第四泵10以及第一多通装置24。上述部件与部件之间可以通过管路或阀件间接连接,也可以集成后为一体结构。
第一泵8、第二泵9、第三泵11和第四泵10用于为冷却液系统中的冷却液的流动提供动力。可选的,第一泵8、第二泵9、第三泵11和第四泵10为电子水泵,四个泵的类型和规格可以相同,也可以不同,根据热管理系统的需求进行选择。
若干流量调节装置包括第一阀12、第二阀13、第三阀14、第四阀15以及第五阀16,可通过对若干流量调节装置的工作状态的调节,使第一子冷却液系统形成至少两个互相不连通的冷却液回路。本实施例中,上述流量调节装置和第一多通装置24均至少具有端口a、端口b以及端口c,流量调节装置和第一多通装置24处于工作状态时,端口a、端口b以及端口c中的至少两个连通。
若干流向切换装置包括第一多通阀17和第二多通阀18。第一多通阀17包括第一端口171、第二端口172、第三端口173以及第四端口174,第一多通阀17具有第一工作状态和第二工作状态,在第一工作状态下,第一端口171与第二端口172连通,第三端口173与第四端口174连通;在第二工作状态下,第一端口171与第四端口174连通,第二端口172和第三端口173连通。第二多通阀18包括第五端口181、第六端口182、第七端口183以及第八端口184,第二多通阀18具有第三工作状态和第四工作状态,在第三工作状态下,第五端口181与第六端口182连通,第七端口183与第八端口184连通;在第四工作状态下,第五端口181与第八端口184连通,第六端口182和第七端口183连通。可选的,两个流向切换装置均为四通阀。
电池换热装置105用于对电池进行热管理。可选的,电池换热装置105可以是与电池为一体结构的集成部件,也可以是独立的部件然后与电池装配在一起。电机换热装置106用于对电机进行热管理。可选的,电机换热装置106可以是与电机为一体结构的集成部件,也可以是独立的部件然后与电机装配在一起。第一管路19、第二管路20以及第三管路23均为内部中空的管件,可用于旁通某些部件。
第一子冷却液系统中,第四换热部42的出口与第一泵8的入口连接,第一泵8的出口与第一阀12的端口a连接,第一阀12的端口b与第四换热器102的入口连接,第一阀12的端口c与第七换热部71的入口连接。第一阀12用于对第四换热部42流出的冷却液的流向及流量分配进行调节。
第二换热部22的出口与第二泵9的入口连接,第二泵9的出口与第二阀13的端口c连接,第二阀13的端口a与第五换热器103的入口以及第四端口174连接,第二阀13的端口b与第一管路19的一端连接。第二阀13用于对第二换热部22流出的冷却液的流向及流量分配进行调节。第五换热器103的出口与第三阀14的端口c连接,第一管路19的另一端与第三阀14的端口b以及第四阀15的端口c连接。第四阀15的端口a与第三换热器101的入口连接,第四阀15的端口b与第五换热部61的入口连接,第三换热器101的出口和第五换热部61的出口分别与第二换热部22的入口连接。
第一端口171与第三阀14的端口a连接,第二端口172与第四换热部42的入口连接,第三端口173与第五端口181连接,第四端口174与第二阀13的端口a以及第五换热器103的入口连接。第六端口182与第四换热器102的出口以及第七换热部71的出口连接,第七端口183与第三泵11的入口连接,第八端口184与第五阀16的端口c连接。第五阀16的端口a与第二管路20的一端连接,第五阀16的端口b与第六换热器104的出口连接。第三泵11的出口与电机换热装置106的入口连接,第二管路20的另一端与电机换热装置106的出口以及第六换热器104的入口连接。
第二子冷却液系统中,电池换热装置105的出口与第四泵10的入口连接,第四泵10的出口与第八换热部72的入口以及第三管路23的一端连接。第八换热部72的出口与第一多通装置24的端口b连接,第三管路23的另一端与第一多通装置24的端口c连接,第一多通装置24的端口a与第六换热部62的入口连接,第六换热部62的出口与电池换热装置105的入口连接。
参照图4至图8,通过控制第一多通阀17、第二多通阀18、第二阀13、第三阀14以及第五阀16的状态,可以选择第五换热器103与第二换热部22连通或与第四换热部42连通,第五换热器103向大气环境放热或从大气环境获取热量,还可以选择热管理系统的热源。具体地,第四换热部42与第七换热部71连通,从电池获取热量;第四换热部42与电机换热装置106连通,从电机获取热量;第四换热部42、电机换热装置106以及第六换热器104连通,从电机和大气环境获取热量;第四换热部42与第五换热器103连通,仅从大气环境获取热量;第四换热部42、电机换热装置106、第五换热器103以及第六换热器104连通,利用两个换热器更充分地从电机和大气环境获取热量;电机换热装置106与第六换热器104连通,通过第六换热器104给电机散热。第四换热部42可以交替与第五换热器103和第六换热器104连通,也可以同时与第五换热器103和第六换热器104连通,充分利用大气环境的热量,降低第五换热器103和第六换热器104结霜的可能性。需要理解的是,第四换热部42与电机换热装置106、第五换热器103以及第六换热器104中的任意一个连通时,第七换热部71均接入冷却液回路中,当第四泵10开启后,可同时从电池获取热量。
可选的,第一阀12、第二阀13和第四阀15为三通比例阀。当第四换热器102和第七换热部71同时接入冷却液回路且并联连通时,第一阀12可用于调整流经第四换热器102和第七换热部71的冷却液的流量的比例,从而调整第四换热器102和第二中间换热器7的换热效果。当第一管路19和第五换热器103同时接入冷却液回路且并联连通时,第二阀13可用于调整流经第一管路19和第五换热器103的冷却液的流量的比例,从而调整流向第四阀15的端口c的冷却液的温度。当第三换热器101和第五换热部61同时接入冷却液回路且并联连通时,第四阀15可用于调整流经第三换热器101和第五换热部61的冷却液的流量的比例,从而调整第三换热器101和第一中间换热器6的换热效果。
可选的,第三阀14、第五阀16和第一多通装置24为三通阀。通过第二阀13、第三阀14以及第一多通阀17,控制第五换热器103与第二换热部22或第四换热部42连通。通过第五阀16和第二管路20,选择第六换热器104是否接入冷却液回路。通过第一多通装置24与第三管路23,选择第八换热部72是否接入冷却液回路。
在一些其他实施例中,上述第一多通装置24、流量调节装置和流向切换装置可以根据其功能替换其他类型的阀件或其他类型阀件的组合,例如单向阀、截止阀、比例阀或者其组合等。
本申请实施例提供的热管理系统可应用于电动汽车,电动汽车具有与乘客舱内空气换热的空调箱100,第三换热器101和第四换热器102设置于空调箱100内,第三换热器101和第四换热器102用于与空调箱100中的空气热交换,调节乘客舱的温度。第三换热器101相对第四换热器102位于空气流的下游侧,空调箱100内设有风机,用于引导空调箱100内的空气的流动。第五换热器103和第六换热器104设置于汽车前进气格栅附近,第五换热器103和第六换热器104并列布置,设有风扇装置用于引导空气的流动,第五换热器103和第六换热器104构成室外换热组件。第五换热器103和第六换热器104分别用于与大气环境热交换,用于向大气环境中释放热量或从大气环境中吸收热量。压缩机1和气液分离装置5设置于驾驶室的前方机腔内。第三换热器101、第四换热器102、第五换热器103以及第六换热器104均为风冷换热器,均用于与空气进行热交换,风冷换热器的结构为本领域技术人员所熟知,本申请不再赘述。
本实施例的热管理系统具有多种工作模式,包括制热模式、制冷模式、制热除湿模式、散热模式以及化霜模式等。在所有工作模式中,当压缩机1开启时,第一换热器2用作冷凝器,在第一换热器2中制冷剂向冷却液释放热量,第二换热器4用作蒸发器,在第二换热器4中制冷剂从冷却液中吸收热量。第四换热器102用作冷风芯体,可降低进入乘客舱的空气的温度,第三换热器101用作暖风芯体,可升高进入乘客舱的空气的温度。
本实施例的热管理系统不仅适用于车辆,还适用于其他需要热管理的换热系统,为便于描述,本申请的说明书以应用于车辆为例进行说明。
如图2至图4所示,当环境温度较高的情况下,热管理系统处于制冷模式,根据乘客舱和电池是否有冷却需求,可调节多个流量调节装置的连通状态,实现乘客舱单冷、电池单冷或乘客舱与电池同时冷却的功能。
参照图2,当仅乘客舱有冷却需求时,热管理系统处于第一制冷模式。压缩机1开启,制冷剂系统处于工作状态,第一换热部21中的制冷剂向第二换热部22中的冷却液释放热量,冷却液温度升高,第三换热部41中的制冷剂吸收第四换热部42中的冷却液的热量,冷却液温度降低。
冷却液系统中,第一泵8、第二泵9以及第三泵11开启,第四泵10关闭。第一多通阀17处于第二工作状态,第二多通阀18处于第三工作状态,第一阀12的端口a与端口b连通,第二阀13的端口a与端口c连通,第三阀14的端口b与端口c连通,第四阀15的端口a与端口c连通,第五阀16的端口b与端口c连通,冷却液系统形成三个不相连通的冷却液回路。
第一个冷却液回路中,第一泵8的出口、第四换热器102、第四换热部42、第一泵8的入口顺次连通。在第四换热部42中被冷却后的冷却液流动至第四换热器102中,冷却液与空调箱100中的空气换热从而实现乘客舱冷却,流经第四换热器102后升温的冷却液流动至第四换热部42中再次被冷却,如此循环流动。
第二个冷却液回路中,第二泵9的出口、第五换热器103、第三换热器101、第二换热部22、第二泵9的入口顺次连通。在第二换热部22中被加热后的冷却液流动至第五换热器103中,冷却液与大气环境换热后温度降低,然后流动至第二换热部22中再次被加热,如此循环流动。第三换热器101用作管道,在第三换热器101处不发生热交换。
第三个冷却液回路中,第三泵11的出口、电机换热装置106、第六换热器104、第三泵11的入口顺次连通。电机的热量通过第六换热器104释放至大气环境中,实现电机冷却。
参照图3,当仅电池有冷却需求时,热管理系统处于第二制冷模式,为电池冷却模式。第二制冷模式与第一制冷模式下的制冷剂系统相同,第二制冷模式与第一制冷模式下的冷却液系统大致相同,相同之处可参考第一制冷模式的相关描述,此处不再赘述。其区别在于:冷却液系统中,第一泵8、第二泵9、第三泵11以及第四泵10开启,第一阀12的端口a与端口c连通,第一多通装置24的端口a与端口b连通,冷却液系统形成四个不相连通的冷却液回路。
第一个冷却液回路中,第一泵8的出口、第七换热部71、第四换热部42、第一泵8的入口顺次连通。第二个冷却液回路和第三个冷却液回路与第一制冷模式的第二个冷却液回路和第三个冷却液回路相同,可参考上述描述。第四个冷却液回路中,第四泵10的出口、第八换热部72、第六换热部62、电池换热装置105、第四泵10的入口顺次连通。在第四换热部42中被冷却后的冷却液流动至第七换热部71中,第七换热部71中的冷却液吸收第八换热部72中的冷却液的热量,通过第四个冷却液回路中的冷却液循环流动,实现电池的冷却。流经第七换热部71后升温的冷却液流动至第四换热部42中再次被冷却,如此循环流动。
参照图4,当电池与乘客舱均有冷却需求时,热管理系统处于第三制冷模式。第三制冷模式与第一制冷模式下的制冷剂系统相同,第三制冷模式与第一制冷模式下的冷却液系统大致相同,相同之处可参考第一制冷模式的相关描述,此处不再赘述。其区别在于:冷却液系统中,第一泵8、第二泵9、第三泵11以及第四泵10开启,第一阀12的端口a与端口b以及端口c连通,第一多通装置24的端口a与端口b连通,冷却液系统形成四个不相连通的冷却液回路。
第一个冷却液回路中,第一泵8的出口、第七换热部71、第四换热部42、第一泵8的入口顺次连通,且第一泵8的出口、第四换热器102、第四换热部42、第一泵8的入口顺次连通。第二个冷却液回路和第三个冷却液回路与第一制冷模式的第二个冷却液回路和第三个冷却液回路相同,可参考上述描述。第四个冷却液回路中,第四泵10的出口、第八换热部72、第六换热部62、电池换热装置105、第四泵10的入口顺次连通。在第四换热部42中被冷却后的冷却液通过第一阀12分流成两路,其中一路流向第四换热器102,冷却液与空调箱100中的空气换热从而实现乘客舱冷却;另一路流向第七换热部71,第七换热部71中的冷却液吸收第八换热部72中的冷却液的热量,通过第四个冷却液回路中的冷却液循环流动,实现电池的冷却。流经第四换热器102和第七换热部71后升温的冷却液流动至第四换热部42中再次被冷却,如此循环流动。
可以理解的是,在第一、第二以及第三制冷模式下,当电机不需要冷却时,可以关闭第三泵11。
如图5至图11所示,当环境温度较低的情况下,热管理系统处于制热模式,根据乘客舱和电池是否有加热需求,可调节多个流量调节装置的连通状态,实现乘客舱单热、电池单热或乘客舱与电池同时加热的功能。
参照图5至图9,当仅乘客舱有加热需求时,热管理系统处于第一制热模式,根据电池、电机以及大气环境的状态,可选择从大气环境、电机以及电池中的至少一个获取热量。
当仅从电池获取热量,热管理系统处于第一制热模式方式一。具体地,参照图5,压缩机1开启,制冷剂系统处于工作状态。冷却液系统中,第一泵8、第二泵9、第三泵11和第四泵10开启。第一多通阀17处于第二工作状态,第二多通阀18处于第三工作状态,第一阀12的端口a与端口c连通,第二阀13的端口b与端口c连通,第三阀14处于不工作状态,第四阀15的端口a与端口c连通,第五阀16的端口b与端口c连通,冷却液系统形成四个不相连通的冷却液回路。
第一个冷却液回路中,第一泵8的出口、第七换热部71、第四换热部42、第一泵8的入口顺次连通。第四个冷却液回路中,第四泵10的出口、第八换热部72、第六换热部62、电池换热装置105、第四泵10的入口顺次连通。在第四换热部42中被冷却后的冷却液流动至第七换热部71中,通过第四个冷却液回路中的冷却液循环流动,将电池的热量带到第八换热部72处,第七换热部71中的冷却液吸收第八换热部72中的冷却液的热量。流经第七换热部71后升温的冷却液流动至第四换热部42中再次被冷却,如此循环流动,实现电池的余热回收利用。
第二个冷却液回路中,第二泵9的出口、第一管路19、第三换热器101、第二换热部22、第二泵9的入口顺次连通。在第二换热部22中被加热后的冷却液流动至第三换热器101中,冷却液与空调箱100中的空气换热从而实现乘客舱升温,然后流动至第二换热部22中再次被加热,如此循环流动。第三个冷却液回路中,第三泵11的出口、电机换热装置106、第六换热器104、第三泵11的入口顺次连通。电机的热量通过第六换热器104释放至大气环境中,实现电机冷却。
当从电池和大气环境获取热量,热管理系统处于第一制热模式方式二。具体地,参照图6,该模式下的制冷剂系统与第一制热模式方式一下的制冷剂系统相同,该模式下的冷却液系统与第一制热模式方式一下的冷却液系统大致相同,相同之处可参考相关描述,此处不再赘述。其区别在于:冷却液系统中,第一多通阀17处于第一工作状态,第三阀14的端口a与端口c连通。第一个冷却液回路中,第一泵8的出口、第七换热部71、第五换热器103、第四换热部42、第一泵8的入口顺次连通。在第四换热部42中被冷却后的冷却液流动至第七换热部71中,吸收电池的热量。然后流动至第五换热器103与大气环境热交换,从大气环境获取热量。接着升温后的冷却液流动至第四换热部42中再次被冷却,如此循环流动。实现电池的余热回收利用,并利用大气环境的热量,从而提升制热效果。
当从电池和电机获取热量,热管理系统处于第一制热模式方式三。具体地的,参照图7,该模式下的制冷剂系统与第一制热模式方式一下的制冷剂系统相同,该模式下的冷却液系统与第一制热模式方式一下的冷却液系统大致相同,相同之处可参考相关描述,此处不再赘述。其区别在于:冷却液系统中,第二多通阀18处于第四工作状态,第五阀16的端口a与端口c连通,第一个冷却液回路和第三个冷却液回路串通成一个回路。第六换热器104被第二管路20旁通,第一泵8的出口、第七换热部71、第三泵11、电机换热装置106、第四换热部42、第一泵8的入口顺次连通。在第四换热部42中被冷却后的冷却液流动至第七换热部71中,吸收电池的热量。然后流动至电机换热装置106,吸收电机的热量。接着升温后的冷却液流动至第四换热部42中再次被冷却,如此循环流动。同时实现电机和电池的余热回收利用,合理利用余热,提升能效。
当从电池、电机以及大气环境获取热量,热管理系统处于第一制热模式方式四。具体地,参照图8,该模式下的制冷剂系统与第一制热模式方式一下的制冷剂系统相同,该模式下的冷却液系统与第一制热模式方式一下的冷却液系统大致相同,相同之处可参考相关描述,此处不再赘述。其区别在于:冷却液系统中,第二多通阀18处于第四工作状态,第一个冷却液回路和第三个冷却液回路串通成一个回路。第一泵8的出口、第七换热部71、第三泵11、电机换热装置106、第六换热器104、第四换热部42、第一泵8的入口顺次连通。在第四换热部42中被冷却后的冷却液流动至第七换热部71中,吸收电池的热量。然后流动至电机换热装置106,吸收电机的热量。接着流动至第六换热器104,从大气环境获取热量。最后升温后的冷却液流动至第四换热部42中再次被冷却,如此循环流动。实现电池和电机余热回收利用,同时利用大气环境的热量,提升制热效果和能效。
在一些实施例中,可通过第五换热器103和第六换热器104同时从大气环境吸热,并回收利用电池和电机的余热,热管理系统处于第一制热模式方式五。具体地,参照图9,该模式下的制冷剂系统与第一制热模式方式一下的制冷剂系统相同,该模式下的冷却液系统与第一制热模式方式一下的冷却液系统大致相同,相同之处可参考相关描述,此处不再赘述。其区别在于:冷却液系统中,第一多通阀17处于第一工作状态,第二多通阀18处于第四工作状态,第三阀14的端口a与端口c连通,第一个冷却液回路和第三个冷却液回路串通成一个回路。第一泵8的出口、第七换热部71、第三泵11、电机换热装置106、第六换热器104、第五换热器103、第四换热部42、第一泵8的入口顺次连通。在第四换热部42中被冷却后的冷却液流动至第七换热部71中,吸收电池的热量。然后流动至电机换热装置106,吸收电机的热量。接着依次流经第六换热器104和第五换热器103,充分从大气环境获取热量。然后升温后的冷却液流动至第四换热部42中再次被冷却,如此循环流动。
在一些实施例中,在第一制热模式方式二至方式五中,当电池没有多余的热量时,可以将第一多通装置24切换成端口a与端口c连通,通过第三管路23旁通第八换热部72,第二中间换热器7处不发生换热。
当仅电池有加热需求时,热管理系统处于第二制热模式,为电池加热模式。具体地,参照图10,该模式下的制冷剂系统与第一制热模式方式五下的制冷剂系统相同,该模式下的冷却液系统与第一制热模式方式五下的冷却液系统大致相同,相同之处可参考相关描述,此处不再赘述。其区别在于:冷却液系统中,第四阀15的端口b与端口c连通,第一多通装置24的端口a与端口c连通。在第二换热部22中被加热后的冷却液流动至第五换热部61中,第五换热部61中的冷却液释放热量至第六换热部62的冷却液中,通过第二子冷却液系统中的冷却液的循环流动,实现电池的加热。冷却后的冷却液流动至第二换热部22中再次被加热,如此循环流动。
当电池和乘客舱均有加热需求时,热管理系统处于第三制热模式。具体地,参照图11,该模式下的制冷剂系统与第一制热模式方式五下的制冷剂系统相同,该模式下的冷却液系统与第一制热模式方式五下的冷却液系统大致相同,相同之处可参考相关描述,此处不再赘述。其区别在于:冷却液系统中,第四阀15的端口a、端口b以及端口c连通,第一多通装置24的端口a与端口c连通。在第二换热部22中被加热后的冷却液通过第四阀15分为两路,其中一路流动至第三换热器101中,冷却液与空调箱100中的空气换热从而实现乘客舱升温;另一路流动至第一中间换热器6,第五换热部61中的冷却液加热第六换热部62中的冷却液,通过第二子冷却液系统中的冷却液的循环流动,实现电池的加热。从第三换热器101和第五换热部61流出的冷却后的冷却液流动至第二换热部22中,再次被加热,如此循环流动。
可以理解的是,在第二制热模式和第三制热模式下,根据电机以及大气环境的状态,可切换至仅通过第五换热器103获取热量(参照图6),或切换至仅通过电机换热装置106获取热量(参照图7),或切换至通过电机换热装置106和第六换热器104获取热量(参照图8)。
如图12至图15所示,当环境温度较低且湿度较高的情况下,挡风玻璃容易起雾,具有安全隐患,乘客舱有采暖和除湿的需求,热管理系统处于制热除湿模式。根据乘客舱的采暖需求,可调节第二阀13和第三阀14的状态,控制是否接入第一管路19,以及控制流经第一管路19和第五换热器103的冷却液的流量比例,从而控制第三换热器101的换热能力。
在春秋季,乘客舱的采暖需求较低时,或者当压缩机1的转数为最低转速时,乘客仍感觉车内温度低时,热管理系统处于第一制热除湿模式。参照图12,压缩机1开启,制冷剂系统处于工作状态。冷却液系统中,第一泵8、第二泵9和第三泵11开启,第四泵10关闭。第一多通阀17处于第二工作状态,第二多通阀18处于第三工作状态,第一阀12的端口a与端口b连通,第二阀13的端口a与端口c连通,第三阀14的端口b与端口c连通,第四阀15的端口a与端口c连通,第五阀16的端口b与端口c连通,冷却液系统形成三个不相连通的冷却液回路。
第一个冷却液回路中,第一泵8的出口、第四换热器102、第四换热部42、第一泵8的入口顺次连通。在第四换热部42中被冷却后的冷却液流动至第四换热器102中,空调箱100中的空气流经第四换热器102,空气中的水分析出,从而实现除湿,流经第四换热器102后升温的冷却液流动至第四换热部42中再次被冷却,如此循环流动。
第二个冷却液回路中,第二泵9的出口、第五换热器103、第三换热器101、第二换热部22、第二泵9的入口顺次连通。在第二换热部22中被加热后的冷却液流动至第五换热器103与大气环境换热,冷却液温度降低。然后冷却液流动至第三换热器101中,冷却液与空调箱100中的空气换热从而加热除湿后的空气,从而实现制热除湿。接着冷却液流动至第二换热部22中再次被加热,如此循环流动。由于冷却液先流经第五换热器103向大气环境放热,冷却液温度被降低,所以第三换热器101处的换热能力较低。第三个冷却液回路中,第三泵11的出口、电机换热装置106、第六换热器104、第三泵11的入口顺次连通,电机的热量通过第六换热器104释放至大气环境中,实现电机冷却。
热管理系统运行第一制热除湿模式时,当乘客舱需要的采暖需求增大时,热管理系统切换至运行第二制热除湿模式。具体的,参照图13,将第二阀13切换为端口a、端口b和端口c连通,通过第一管路19引导一部分未与大气环境换热的温度较高的冷却液,与流经第五换热器103后温度较低的冷却液混合,从而提升流入第三换热器101的冷却液的温度,从而满足换热乘客舱的采暖需求。在一些实施例中,第二阀13为三通比例阀,可以通过调节第二阀13的开度比例,从而调节流入第三换热器101的冷却液的温度。
当乘客舱需要的采暖需求进一步增大时,热管理系统切换至运行第三制热除湿模式。具体的,参照图14,将第二阀13切换为端口b与端口c连通,第三阀14切换至不工作状态,第二换热部22流出的较高温冷却液全部流入第三换热器101,从而满足换热乘客舱相对较高的采暖需求。
可以理解的是,根据乘客舱的采暖需求,热管理系统可以直接运行第一制热除湿模式、第二制热除湿模式以及第三制热除湿模式中的一个,不需要先运行第一制热除湿模式,再进行切换,上述描述只是为了便于理解模式间的差异,不限制热管理系统的控制方式。
当电池和电机有余热,且大气环境温度可利用时,热管理系统切换至运行第四制热除湿模式。具体的,参照图15,将第一阀12切换为端口a、端口b和端口c连通,第一多通阀17切换至第一工作状态,第二多通阀18处于第四工作状态,第四泵10开启,第一多通装置24的端口a与端口b连通。第一泵8的出口、第七换热部71、第三泵11、电机换热装置106、第六换热器104、第五换热器103、第四换热部42、第一泵8的入口顺次连通。第四泵10的出口、第八换热部72、第六换热部62、电池换热装置105、第四泵10的入口顺次连通。回收利用电机和电池的余热,充分利用大气环境的热量,提升制热除湿效果,提升能效。
可以理解的是,在第四制热除湿模式下,根据电池、电机以及大气环境的状态,可切换至仅通过第二中间换热器7从电池获取热量(参照图5),或仅通过第五换热器103获取热量(参照图6),或仅通过电机换热装置106获取热量(参照图7),或通过电机换热装置106和第六换热器104获取热量(参照图8)。
车辆以制热模式工作一段时间后,由于外界环境温度较低湿度较大,第五换热器103和第六换热器104可能会有结霜的现象产生,此时需要运行化霜模式,用于避免或延缓第五换热器103和第六换热器104结霜,或用于给第五换热器103和第六换热器104化霜,但是要确保乘客舱的制热效果。
热管理系统具有第一化霜模式,热管理系统通过第五换热器103从大气环境吸热,通过电机的热量给第六换热器104化霜。具体地,参照图16,压缩机1开启,制冷剂系统处于工作状态。冷却液系统中,第一泵8、第二泵9和第三泵11开启,第四泵10关闭。第一多通阀17处于第一工作状态,第二多通阀18处于第三工作状态,第一阀12的端口a与端口c连通,第二阀13的端口b与端口c连通,第三阀14的端口a与端口c连通,第四阀15的端口a与端口c连通,第五阀16的端口b与端口c连通,冷却液系统形成三个不相连通的冷却液回路。
第一个冷却液回路中,第一泵8的出口、第七换热部71、第五换热器103、第四换热部42、第一泵8的入口顺次连通。在第四换热部42中被冷却后的冷却液流动至第五换热器103,与大气环境换热,流经第五换热器103后升温的冷却液流动至第四换热部42中再次被冷却,如此循环流动。
第二个冷却液回路中,第二泵9的出口、第三换热器101、第二换热部22、第二泵9的入口顺次连通。在第二换热部22中被加热后的冷却液流动至第三换热器101中,冷却液与空调箱100中的空气换热从而加热空气,满足乘客舱的采暖需求。接着冷却液流动至第二换热部22中再次被加热,如此循环流动。第三个冷却液回路中,第三泵11的出口、电机换热装置106、第六换热器104、第三泵11的入口顺次连通,通过电机的热量给第六换热器104化霜。
热管理系统具有第二化霜模式,热管理系统通过第六换热器104从大气环境吸热,或者回收利用电机的余热,通过第二阀13分流一部分高温冷却液流经第五换热器103,用于给第五换热器103化霜。具体地,参照图17,压缩机1开启,制冷剂系统处于工作状态。冷却液系统中,第一泵8、第二泵9和第三泵11开启,第四泵10关闭。第一多通阀17处于第二工作状态,第二多通阀18处于第四工作状态,第一阀12的端口a与端口c连通,第二阀13的端口a、端口b和端口c连通,第三阀14的端口b与端口c连通,第四阀15的端口a与端口c连通,第五阀16的端口b与端口c连通,冷却液系统形成两个不相连通的冷却液回路。
第一个冷却液回路中,第一泵8的出口、第七换热部71、第三泵11、电机换热装置106、第六换热器104、第四换热部42、第一泵8的入口顺次连通。在第四换热部42中被冷却后的冷却液依次流经电机换热装置106和第六换热器104,回收电机余热和从大气环境获取热量,流经第六换热器104后升温的冷却液流动至第四换热部42中再次被冷却,如此循环流动。
第二个冷却液回路中,第二泵9的出口、第一管路19、第三换热器101、第二换热部22、第二泵9的入口顺次连通,第二泵9的出口、第五换热器103、第三换热器101、第二换热部22、第二泵9的入口顺次连通。在第二换热部22中被加热后的冷却液通过第二阀13分流,一路流入第五换热器103,用于给第五换热器103化霜;另一路流入第一管路19。从第五换热器103流出的冷却液和从第一管路19流出的冷却液汇合后流入第三换热器101,冷却液与空调箱100中的空气换热从而加热空气,满足乘客舱的采暖需求。接着冷却液流动至第二换热部22中再次被加热,如此循环流动。根据乘客舱的采暖需求,可调节第二阀13,选择是否接入第一管路19,以及控制流经第一管路19的冷却液的流量。根据第六换热器104是否结霜,可选择是否接入第六换热器104,让第六换热器104自然化霜。
在第一化霜模式和第二化霜模式下,当电池有余热时,可以开启第四泵10,通过第二子冷却液系统的冷却液的循环流动,将电池热量带至第八换热部72处,回收利用电池的余热。
可以理解的是,通过对热管理系统的控制策略进行设计,使得热管理系统交替运行第一化霜模式和第二化霜模式,延缓或避免第五换热器103和第六换热器104的结霜,还可以充分利用大气环境热量,确保乘客舱的采暖需求。
当第五换热器103与第六换热器104均结霜时,热管理系统运行第三化霜模式,通过第二阀13分流一部分高温冷却液流经第五换热器103,用于给第五换热器103化霜,通过电机的热量给第六换热器104化霜,从电池获取热量。具体地,参照图18,压缩机1开启,制冷剂系统处于工作状态。冷却液系统中,第一泵8、第二泵9、第三泵11和第四泵10开启。第一多通阀17处于第二工作状态,第二多通阀18处于第三工作状态,第一阀12的端口a与端口c连通,第二阀13的端口a、端口b和端口c连通,第三阀14的端口b与端口c连通,第四阀15的端口a与端口c连通,第五阀16的端口b与端口c连通。
第一个冷却液回路中,第一泵8的出口、第七换热部71、第四换热部42、第一泵8的入口顺次连通。第四个冷却液回路中,第四泵10的出口、第八换热部72、第六换热部62、电池换热装置105、第四泵10的入口顺次连通。第七换热部71中的冷却液吸收第八换热部72中的冷却液的热量,通过第四个冷却液回路中的冷却液循环流动,回收利用电池余热。
第二个冷却液回路中,第二泵9的出口、第一管路19、第三换热器101、第二换热部22、第二泵9的入口顺次连通,第二泵9的出口、第五换热器103、第三换热器101、第二换热部22、第二泵9的入口顺次连通。在第二换热部22中被加热后的冷却液通过第二阀13分流,一路流入第五换热器103,用于给第五换热器103化霜;另一路流入第一管路19。从第五换热器103流出的冷却液和从第一管路19流出的冷却液汇合后流入第三换热器101,冷却液与空调箱100中的空气换热从而加热空气,满足乘客舱的采暖需求。接着冷却液流动至第二换热部22中再次被加热,如此循环流动。根据乘客舱的采暖需求,可调节第二阀13,选择是否接入第一管路19,以及控制流经第一管路19的冷却液的流量。
第三个冷却液回路中,第三泵11的出口、电机换热装置106、第六换热器104、第三泵11的入口顺次连通,通过电机的热量给第六换热器104化霜。
当热管理系统运行第三化霜模式一段时间后,电池无余热时,热管理系统可切换至第四化霜模式,为共同化霜模式。通过第二阀13分流一部分高温冷却液流经第五换热器103,用于给第五换热器103化霜,或第二阀13切换至端口b与端口c连通,第五换热器103自然化霜。通过电机的热量给第六换热器104化霜,通过压缩机1做功确保乘客舱的采暖需求。具体地,参照图19,在第三化霜模式的基础上,将第四阀15切换至端口a、端口b以及端口c连通。第五换热部61中的冷却液释放热量至第六换热部62中的冷却液,第七换热部71中的冷却液从第八换热部72中的冷却液获取热量,压缩机1做功提供热源。可以理解的是,根据电池的状态,热管理系统可以直接运行第四化霜模式,不需要先运行第三化霜模式再切换至第四化霜模式。
当仅电机和电池有散热需求时,压缩机1关闭,热管理系统运行散热模式。具体地,参照图20,压缩机1关闭,制冷剂系统不运行。冷却液系统中,第二泵9关闭,第一泵8、第三泵11和第四泵10开启。第一多通阀17处于第一工作状态,第二多通阀18处于第四工作状态,第一阀12的端口a与端口c连通,第二阀13和第四阀15关闭,第三阀14的端口a与端口c连通,第五阀16的端口b与端口c连通。第一个冷却液回路中,第一泵8的出口、第七换热部71、第三泵11、电机换热装置106、第六换热器104、第五换热器103、第四换热部42、第一泵8的入口顺次连通。第二个冷却液回路中,第四泵10的出口、第八换热部72、第六换热部62、电池换热装置105、第四泵10的入口顺次连通。第七换热部71中的冷却液吸收第八换热部72中的冷却液的热量,通过第五换热器103和第六换热器104,实现电池和电机的散热。
在一些其他实施例中,可以将第一多通阀17切换至第二工作状态,仅通过第六换热器104散热。还可以将第五阀16切换至端口a与端口c连通,仅通过第五换热器103散热。还可以将第二多通阀18切换至第三工作状态,通过第五换热器103给电池散热,通过第六换热器104给电机散热。
为保证乘客舱的制冷效果,第四换热部42的出口冷却液温度较低,相关技术中,电池换热装置105的入口直接与第四换热部42的出口连通,一方面,冷却液温度过低会对电池造成伤害,另一方面,由于电池的体积较大,电池换热装置105与电池换热后,从电池换热装置105流出的冷却液的温度相对较高,会使得第四换热部42的入口冷却液温度较高,第二换热器4的换热能力一定,无法确保第四换热部42的出口冷却液温度足够的低,从而会影响乘客舱的制冷效果。本实施例中,电池换热装置105与第四换热器102进行分离,分别连接在不相连通的两个子冷却液系统中,通过对第二中间换热器7的设计,可以确保第四换热部42的出口冷却液温度足够的低,从而确保乘客舱的制冷效果,同时,第八换热部72的出口冷却液温度较为合适,可对电池进行保护。同样地,将电池换热装置105与第三换热器101进行分离,通过对第一中间换热器6的设计,可以确保第二换热部22的出口冷却液温度足够的高,确保乘客舱的制热效果,并对电池进行保护。
本实施例中,第一多通装置24、第一中间换热器6以及第二中间换热器7组成中间换热组件,中间换热组件用于选择给电池加热还是给电池冷却。中间换热组件包括第一中间换热部和第二中间换热部,第一中间换热部包括第五换热部61和第七换热部71,第二中间换热部包括第六换热部62和第八换热部72。第五换热部61和第七换热部71不连通,第五换热部61和第七换热部71可同时与第二子冷却液系统中的冷却液换热。
根据本申请的热管理系统另一个具体实施例,如图21所示,本实施例与上述实施例基本相同,其区别在于:冷却液系统不设置第一中间换热器6、第二中间换热器7、第三管路23和第一多通装置24,但设置有第二多通装置25和第三中间换热器26。下面针对区别之处进行说明,相同之处参考上一实施例的相关描述。
具体的,第二多通装置25包括端口a、端口b以及端口c,第二多通装置25处于工作状态时,端口a、端口b以及端口c中的至少两个连通。第三中间换热器26包括第九换热部261和第十换热部262,第九换热部261和第十换热部262能够进行热交换,第九换热部261和第十换热部262均设置有流道,第九换热部261的流道和第十换热部262的流道相互隔离不连通。第三中间换热器26用于一个回路中的冷却液和另一回路中的冷却液进行热交换。第二多通装置25和第九换热部261连接于第一子冷却液系统,第十换热部262连接于第二子冷却液系统。
第二多通装置25的端口a与第九换热部261的出口连接,第二多通装置25的端口b与第三换热器101的出口以及第二换热部22的入口连接,第二多通装置25的端口c与第四换热器102的出口以及第六端口182连接。第九换热部261的入口与第一阀12的端口c以及第四阀15的端口b连接。第四泵10的出口与第十换热部262的入口连接,第十换热部262的出口与电池换热装置105的入口连接,电池换热装置105的出口与第四泵10的入口连接。
本实施例中,第二多通装置25和第三中间换热器26组成中间换热组件,第一中间换热部即为第九换热部261,第二中间换热部即为第十换热部262。通过第二多通装置25,选择第九换热部261与第二换热部22的出口连通,还是与第四换热部42的出口连通,从而控制给电池加热还是给电池冷却,第九换热部261不能同时与第二换热部22和第四换热部42连通。
本申请中两个部件之间的“连接”可以是直接连接,也可以是通过管路连接,两个部件之间可以仅设有管路,也可以两者之间除管路外还设有阀件或其他部件。同样的,本申请中两个部件之间的“连通”可以是直接连通,也可以是通过管路实现连通,两个部件之间可以仅设有管路连通,也可以两者之间还设有阀件或其他部件后连通。
本申请还提供一种热管理系统的控制方法,本申请中的控制方法应用于上述实施方式的热管理系统,热管理系统还包括控制系统200,控制系统200可用于对制冷剂系统的工作状态和冷却液系统的工作状态进行控制。
参照图1,控制系统200包括控制器和多个传感器,多个传感器可用于获取第一换热器2、第二换热器4、第三换热器101、第四换热器102、第五换热器103、第六换热器104、电机以及电池的工作信息,可选的,工作信息包括温度和压力。控制器与压缩机1、节流装置3、空调箱100内的风机、进气格栅处的风扇装置、多个流体驱动装置、多个流量调节装置、多个流向切换装置以及多个传感器等部件电连接。控制器可用于获取传感器得到的工作信息。控制器可用于对热管理系统的部件的工作状态进行调节,工作状态的调节包括开启部件、关闭部件、转速调节、开度调节以及功率调节中的至少一个。控制器可用于执行热管理系统的控制方法。
热管理系统的控制方法包括:
获取乘客的需求和传感器得到的工作信息;
根据乘客的需求和从传感器得到的工作信息,控制器对热管理系统中的各个部件的工作状态进行调节,使热管理系统执行合适的空调运行模式,从而实现对乘客舱、电机以及电池的热管理。
热管理系统还包括交互装置,控制器与交互装置电连接,控制器通过交互装置可以获得乘客的需求,如乘客需求的目标温度或运行模式等。可选的,交互装置可以为电动汽车的控制面板。空调运行模式包括制冷模式、制热模式、制热除湿模式、化霜模式以及散热模式。上述工作模式下的热管理系统的连接状态可参照前文描述,此处不再赘述。
以上所述仅是本申请的较佳实施例而已,并非对本申请做任何形式上的限制,虽然本申请已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本申请,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本申请技术方案的范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本申请技术方案的内容,依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本申请技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种热管理系统,其特征在于,包括:压缩机、第一换热器、第二换热器、中间换热组件、节流装置以及电池换热装置,所述第一换热器包括第一换热部和第二换热部,所述第一换热部与所述第二换热部不连通,所述第二换热器包括第三换热部和第四换热部,所述第三换热部与所述第四换热部不连通,所述中间换热组件包括第一中间换热部和第二中间换热部,所述第一中间换热部与所述第二中间换热部不连通;
所述热管理系统具有一种工作模式,在该工作模式下,所述压缩机、所述第一换热部、所述节流装置以及所述第三换热部连通且流通制冷剂,所述节流装置处于节流状态,所述第二换热部内的冷却液从所述第一换热部内的制冷剂中吸收热量,所述第三换热部内的制冷剂从所述第四换热部内的冷却液中吸收热量,所述第一中间换热部与所述第二换热部或所述第四换热部连通且流通冷却液,所述第二中间换热部与所述电池换热装置连通且流通冷却液,所述第一中间换热部内的冷却液与所述第二中间换热部内的冷却液进行热交换。
2.如权利要求1所述的一种热管理系统,其特征在于,所述中间换热组件包括第一多通装置、第一中间换热器以及第二中间换热器,所述第一中间换热器包括第五换热部和第六换热部,所述第五换热部与所述第六换热部不连通,所述第二中间换热器包括第七换热部和第八换热部,所述第七换热部与所述第八换热部不连通;所述第一中间换热部包括所述第五换热部和所述第七换热部,所述第二中间换热部包括所述第六换热部和所述第八换热部;
所述第五换热部能够与所述第二换热部连通,所述第七换热部能够与所述第四换热部连通,所述第五换热部与所述第七换热部不连通;
所述第六换热部的出口能够与所述电池换热装置的入口连通,所述第一多通装置包括端口a、端口b以及端口c,所述第一多通装置的端口a能够与所述第六换热部的入口连通,所述第一多通装置的端口b能够与所述第八换热部的出口连通,所述第一多通装置的端口c能够与所述电池换热装置的出口连通;
所述第一多通装置的端口a与所述第一多通装置的端口b连通,所述电池换热装置的出口能够与所述第八换热部的入口连通;或,所述第一多通装置的端口a与所述第一多通装置的端口c连通,所述电池换热装置的出口能够与所述第六换热部的入口连通。
3.如权利要求1所述的一种热管理系统,其特征在于,所述中间换热组件包括第二多通装置和第三中间换热器,所述第三中间换热器包括第九换热部和第十换热部,所述第九换热部与所述第十换热部不连通;所述第一中间换热部包括所述第九换热部,所述第二中间换热部包括所述第十换热部;
所述第十换热部能够与所述电池换热装置连通,所述第二多通装置包括端口a、端口b以及端口c,所述第二多通装置的端口a能够与所述第九换热部的出口连通,所述第二多通装置的端口b能够与所述第二换热部的入口连通,所述第二多通装置的端口c能够与所述第四换热部的入口连通;
所述第二多通装置的端口a与所述第二多通装置的端口b连通,所述第九换热部的入口能够与所述第二换热部的出口连通;或,所述第二多通装置的端口a与所述第二多通装置的端口c连通,所述第九换热部的入口能够与所述第四换热部的出口连通。
4.如权利要求2或3所述的一种热管理系统,其特征在于,所述热管理系统包括室外换热组件;
所述热管理系统具有电池冷却模式,在所述电池冷却模式下,所述压缩机、所述第一换热部、所述节流装置以及所述第三换热部连通且流通制冷剂,所述节流装置处于节流状态,所述第二换热部内的冷却液从所述第一换热部内的制冷剂中吸收热量,所述第三换热部内的制冷剂从所述第四换热部内的冷却液中吸收热量,所述第二换热部与所述室外换热组件连通且流通冷却液,所述第四换热部与所述第一中间换热部连通,所述第二中间换热部与所述电池换热装置连通且流通冷却液,所述第一中间换热部内的冷却液与所述第二中间换热部内的冷却液进行热交换,所述室外换热组件与大气环境热交换。
5.如权利要求4所述的一种热管理系统,其特征在于,所述热管理系统具有电池加热模式,在所述电池加热模式下,所述压缩机、所述第一换热部、所述节流装置以及所述第三换热部连通且流通制冷剂,所述节流装置处于节流状态,所述第二换热部内的冷却液从所述第一换热部内的制冷剂中吸收热量,所述第三换热部内的制冷剂从所述第四换热部内的冷却液中吸收热量,所述第二换热部与所述第一中间换热部连通且流通冷却液,所述第四换热部与所述室外换热组件连通,所述第二中间换热部与所述电池换热装置连通且流通冷却液,所述第一中间换热部内的冷却液与所述第二中间换热部内的冷却液进行热交换,所述室外换热组件与大气环境热交换。
6.如权利要求4所述的一种热管理系统,其特征在于,所述热管理系统具有散热模式,在所述散热模式下,所述压缩机处于关闭状态,所述第四换热部与所述室外换热组件连通且流通冷却液,所述第二中间换热部与所述电池换热装置连通且流通冷却液,所述第一中间换热部内的冷却液与所述第二中间换热部内的冷却液进行热交换,所述室外换热组件与大气环境热交换。
7.如权利要求1所述的一种热管理系统,其特征在于,所述热管理系统包括第三换热器、第四换热器、第五换热器、空调箱和第一管路,所述第三换热器和所述第四换热器均位于所述空调箱内;
所述热管理系统具有第一制热除湿模式、第二制热除湿模式以及第三制热除湿模式,在所述第一制热除湿模式、所述第二制热除湿模式以及所述第三制热除湿模式下,所述压缩机、所述第一换热部、所述节流装置以及所述第三换热部连通且流通制冷剂,所述节流装置处于节流状态,所述第二换热部内的冷却液从所述第一换热部内的制冷剂中吸收热量,所述第三换热部内的制冷剂从所述第四换热部内的冷却液中吸收热量,所述第二换热部与所述第三换热器连通且流通冷却液,所述第四换热部与所述第四换热器连通且流通冷却液,所述第三换热器位于所述第四换热器的下风侧;
在所述第一制热除湿模式下,所述第二换热部、第三换热器以及所述第五换热器连通且流通冷却液;
在所述第二制热除湿模式下,所述第二换热部、所述第三换热器、所述第一管路以及所述第五换热器连通且流通冷却液,所述第二换热部的出口分别与所述第五换热器的入口和所述第一管路的入口连通,所述第五换热器的出口和所述第一管路的出口分别与所述第三换热器的入口连通,所述第三换热器的出口与所述第二换热部的入口连通;
在所述第三制热除湿模式下,所述第二换热部、所述第三换热器以及所述第一管路连通且流通冷却液。
8.如权利要求7所述的一种热管理系统,其特征在于,在所述第一制热除湿模式、所述第二制热除湿模式或所述第三制热除湿模式下,所述第四换热部、所述第一中间换热部与所述第四换热器连通且流通冷却液,所述第二中间换热部与所述电池换热装置连通且流通冷却液,所述第一中间换热部内的冷却液从所述第二中间换热部内的冷却液中吸收热量。
9.如权利要求7或8所述的一种热管理系统,其特征在于,所述热管理系统包括室外换热组件,在所述第一制热除湿模式、所述第二制热除湿模式或所述第三制热除湿模式下,所述第四换热部、所述室外换热组件与所述第四换热器连通且流通冷却液;
或,所述热管理系统包括电机换热装置,在所述第一制热除湿模式、所述第二制热除湿模式或所述第三制热除湿模式下,所述第四换热部、所述电机换热装置与所述第四换热器连通且流通冷却液。
10.如权利要求2所述的一种热管理系统,其特征在于,所述热管理系统包括室外换热组件和电机换热装置;
所述热管理系统具有共同化霜模式,在所述共同化霜模式下,所述压缩机、所述第一换热部、所述节流装置以及所述第三换热部连通且流通制冷剂,所述节流装置处于节流状态,所述第二换热部内的冷却液从所述第一换热部内的制冷剂中吸收热量,所述第三换热部内的制冷剂从所述第四换热部内的冷却液中吸收热量,所述第二换热部和所述第五换热部连通且流通冷却液,所述第四换热部与所述第七换热部连通且流通冷却液,所述第六换热部、所述第八换热部以及所述电池换热装置连通且流通冷却液,所述电机换热装置与所述室外换热组件连通且流通冷却液,所述第五换热部内的冷却液释放热量至所述第六换热部内的冷却液,所述第七换热部内的冷却液从所述第八换热部内的冷却液吸收热量。
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